JP6061105B2 - 薄厚および高道程範囲を備えた電気機械−電気音響変換器ならびに関連する製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、特にスピーカ用の薄厚および高道程範囲を備えた電気機械−電気音響変換器に、同じくその製造方法に関する。

（特許文献１）が、近傍の位置に横方向側面に配設される複数の半径方向に磁化されたマグネットから成る磁気リングを備えるスピーカを開示する。半径方向の磁化は磁力線が変換器の中心である点の方へ半径方向に収束することを意味し、したがって、前記磁気リングは円形変換器にだけ適している。

さらに、磁気リングは変換器バスケット内に取り付けられるマンドリルで支えられ、したがって、前記磁気リングは自立要素でない。前記変換器は、可動コイルをバスケットに接続する弾性サスペンションを提供する。しかしながら、磁気アセンブリを支持するマンドリルの準備およびサスペンションの存在は、得られるべき道程範囲に対して特に薄い変換器を得ることを可能にしない。

（特許文献２）が、マグネットの早期の酸化を防ぐために金属化表面処理を活性化するようにされる単一トロイダルマグネットを備えるスピーカを開示する。表面コーティングの選択は、磁性体の電気化学的特性に依存する。コーティングの薄厚は、渦電流を制御することを可能にする。実際、それらが特にマグネットを支持する磁極展開のために用いられる鉄内にあるので、この種のスピーカでは、渦電流が減少させられなければならない。しかしながら、（ミクロン―０．００１ｍｍ―の観点からの）極めて小さい厚さを有する、マグネットのこの種のコーティングは自立構造体でない。

さらに、マグネットの薄いコーティングが有意な反電動電流の作成を可能にしないので、この種の変換器は可動アセンブリの機械的減衰を制御することによってコイルの動作を減速することが可能でない。ガルバナイジング処理は、特定の厚さを上回らず、かつ高周波での渦電流だけを制御し、また、コイル動作の機械的減衰制御の理由で、低周波で歪み効果を制御するために役立つ短絡リングとして働くことができない。

（特許文献３）が、積層強磁性体の磁極展開によって補助される反対磁気方向を備えた磁性体の２つの垂直に磁化された中実リングを用いるスピーカを開示する。この種の解決策によって、用いられる大きな量の積層鉄の理由で線形道程範囲または低重量変換器に対して大きな変換器または薄い変換器を製造することは不可能である。さらに、サスペンションは加圧されることができる空気式のものと同等である。

（特許文献４）が（特許文献３）に類似した、しかし３つの異なる磁気方向によって特徴づけられる３本の中実磁気リングを備えたスピーカを開示する。したがって、（特許文献３）の同じ欠点が経験される。さらに、これらの２つの特許文献では、反対磁気方向を備えたマグネットの存在の理由で、磁気束が、中心束と同等の反対方向および強度を備えた、マグネットの端部でおよびしたがって、主中心コイルに対する制動効果によって生成される。実際、主コイルと同じ軸に配設される他の２本のコイルの−下のおよび上の−逆方向を備えた２つの磁束を用いるために、中心コイルに対して逆方向を備えたそれぞれ下位置のものおよび上位置のものが用いられる。従って、コイルは合計厚さに対して有意な道程範囲に達することができない。

（特許文献５）は、コイルが有意な道程範囲に決して達することができないシェーカを開示する。さらに、コイルは決してショートでなく、しかし常にロングで、変換器は反対方向および鉄磁極展開を備えた２枚の磁気ディスクを用いる。

（特許文献６）が、変換器の周辺部の方へ配設される鉄磁極展開を備える従来の磁気システムを備えたスピーカを開示する。この種の解決策は、大変な困難を伴うとはいえ形状を変えることを可能にする。実際、大きな直径および任意の形状を備えたギャップの存在の理由で、制御するのが極めて困難である２つの同心のサブギャップがアセンブリの際に存在する。この種の解決策は、実行するのが容易でなく、鉄の大きな使用の理由で重く、かつ外径に関係なく、合計厚さに対して有意な道程範囲に達しない。

米国特許第６，３５９，９９７号明細書 特開２００６−０６０３３３号広報 米国特許第２００４／２１３４３１号明細書 欧州特許第１５５３８０２号明細書 国際特許第９７／０９８５９号明細書 米国特許第３，９７９，５５６号明細書

本発明の目的は、大きな直径、減少した厚さおよび合計厚さに対して高道程範囲の可動アセンブリを備えたスピーカを製造することを可能にする電気音響変換器を提供することによって従来技術の欠点を除去することである。

本発明の別の目的は、マグネットが、操作するのが簡単で、大きくなく、損傷に対して守られた、軸方向に磁化してかつ同じマグネットから始めるにもかかわらず任意のタイプの形状およびサイズの変換器に適応される変換器を提供することである。

本発明の追加的な目的は、多くの熱を放散させ、したがって高出力での熱挙動を向上させるためにコイルができるだけ大きい変換器を提供することである。

本発明の別の目的は、単純な、信頼性が高い、安価な、かつ作るのが容易である変換器を提供することである。

本発明の別の目的は、同じ外径を備えた可能な最も大きな放射面を得ることである。

本発明の別の目的は、鉄でできている任意のタイプの磁気回路（磁極展開、プレート、Ｔ−ヨーク、その他）を除去することである。

本発明の別の目的は、軽くて頑丈な電気音響的に強力な変換器を提供することである。

これらの目的は、添付された独立クレーム内に請求される特性を備えた本発明によって達成される。

本発明の電気音響変換器は：
−磁界を生成するリング状磁気アセンブリ、
−コイルが磁気アセンブリに対しておよびその逆に移動することができるような磁気アセンブリによって生成される磁界内に配設されるコイル、
−振動して音響を放出するためにコイルにまたは磁気アセンブリに接続される音響膜、および
−音響膜の震動を可能にするために音響膜を磁気アセンブリまたはコイルに接続する弾性サスペンションを備える。

磁気アセンブリは：
−薄厚、環状形状を備えた、非強磁性体から作られるハウジングおよび支持構造体ならびに
−磁軸および軸方向異方性を備えた複数のマグネットを備え、前記マグネットが、前記ハウジングおよび支持構造体の中に相互接触でまたはわずかに間隔をあけて、交互に左右に配設され、および各マグネットが、相互に平行で磁軸と平行な磁束線を有する。

本発明の更なる特性が、単に例証となるだけの、限定しない添付の図面内に例示される実施態様を参照して、詳細な説明から以下により明確になり、そこにおいて：

本発明の変換器の第１の実施態様の直径断面内の不等角投影図である； 磁気アセンブリおよび図１の変換器のコイル―サスペンション―膜アセンブリの分解不等角部分投影図である； 図２の磁気アセンブリの単一マグネットの拡大斜視図である； 磁気アセンブリの薄いハウジングおよび支持構造体内のマグネットの第１のアセンブリステップを例示する断面図である； 幅を越える高さを備えた磁気アセンブリの磁気束に対してコイルの配置を例示する断面概略図である； 幅未満の高さを備えた磁気アセンブリを例示することを除いて図２Ｃと同じものである； 図１の詳細の拡大図である； 磁気回路に対してコイルの余分の道程を例示することを除いて図３と同じ図である； 図１の変換器内の磁界線の配置を例示する断面図である； コイルに対して近傍の位置に配設される高透磁率リングで得られる磁界の集中を例示することを除いて図５と同じ図である； 本発明の第２の実施態様の直径断面内の不等角投影図である； 図７の詳細である； 本発明の第３の実施態様の断面図である； 図９の詳細の斜視図である； 本発明の第４の実施態様の斜視断面図である； 図１１の詳細の断面図である；および、 図１の変換器の変形の詳細の断面図である。

上述した図を参照して、本発明の変換器が開示される。以下に、用語「下、上、水平および垂直」は図の配置を指す。

図１から６を参照して、数字（１）によって全体として示される変換器の第１の実施態様が開示される。

変換器（１）は、磁気アセンブリ（３）、磁気アセンブリ（３）に接続される弾性サスペンション（４）、弾性サスペンション（４）に接続される音響膜（５）および磁気アセンブリ（３）に対して移動するために音響膜（５）に接続される支持体（８）で支えられるコイル（６）を備える。

図２を参照して、磁気アセンブリ（３）は、支持構造体（７）に収容されてそれで支えられる複数のマグネット（３０）を備える。

図２Ａを参照して、各マグネット（３０）は、２つの反対側の側面（３１および３２）を有し、南極（Ｓ）および北極（Ｎ）が形成される。したがって、マグネット（３０）は南極から北極に伸びる、北極から出てくる水平磁軸（Ａ）を有する。マグネット（３０）は、軸方向異方性を有する。それで、マグネット（３０）が軸方向に磁化される時、相互に平行で磁軸（Ａ）に平行の磁力線（Ｆ）が生成される。

マグネット（３０）は、任意の磁性体、例えば希土類元素、特にネオジムまたはフェライトまたは磁気合金から作られることができる。マグネット（３０）は、任意の形状、好ましくは平行六面体を備えたブロックから作られることができる。

平行六面体マグネット（３０）の寸法比は、得られるべき磁界の特定の形状に従って変化することができる。図２Ｃおよび２Ｄは、異なる幾何学的寸法比で平行六面体形状を備えたマグネットの中心セクション上の磁力線を定性的に例示する。磁束線の異なるルートが、変換器の異なる動特性を得るために有利に選ばれることができる。

説明の便宜上、図２Ｃでは、可動コイルが図２Ｄ内に示される比率より低い垂直線形道程範囲に達することができる。その理由は、図２Ｃでは、磁束線はそれらの方向を時期尚早に逆にし、かつ主磁束に対して非常により低い強度にもかかわらず、逆磁束が、特別状況で段階的な電磁ブレーキとして用いられることができるからである。その代わりに、図２Ｄでは、コイル（６）はより高い垂直線形道程を作ることができ、最大の道程／厚さ比率を可能にする。

それで、任意の構成で、マグネットが交互に左右に容易に配設されることができる。したがって、マグネットが線形または湾曲した構成で支持構造体（７）の中に収容されることに従って、マグネットの磁区および磁力線が、近傍のマグネットの磁区および磁力線に対して平行であるかまたは傾斜していることができる。

薄い支持構造体（７）はリングとして形状化されるが、必ずしも円形でない。用語「リング」は、任意の形状のリング、例えば円形、楕円、矩形の形状などを示す。支持構造体（７）は、マグネット（３０）が並んで配設される環状シート（７０）を備える。

支持構造体（７）は、プラスチックスまたは非磁性、反磁性もしくは常磁性の金属のような、任意の硬い、非強磁性材料から作られることができる。支持構造体（７）は、マグネットを支持する十分な厚さを有し、かつ自立構造体として働かなければならず、および、同時に、磁束が完全に利用されることができず、したがって、システムの性能を損なうような間隔を生じないために、構造体（７）の厚さはコイル（６）に面する領域で過剰であってはならない。

有利には、支持構造体（７）は変換器の動作中に生成される渦電流を除去するために非磁性のしかし導電性の材料から作られることができる。この種の場合には、支持構造体（７）の厚さが適切な場合、有意な反電動電流がそれの中に生成され、それが、システムの機械的減衰を制御してかつコイルと磁気構造体との間の大きな相対運動によって引き起こされる低周波での歪み効果を制御するために有利に用いられる短絡リングまたはケロッグリングのようにふるまう。

図２を参照して、支持構造体（７）の厚さ（Ｓ）は、有利には０．１から１ｍｍまでに選択される。好ましくは、支持構造体（７）は金属シート、例えば銅、アルミニウムまたは銀でできていて、それが、磁化された後に、互いをはねつける傾向があるが、その代わりに、接着材の使用なしでさえ、支持構造体（７）の特別構成によってそれらのシート内にしっかりと保持される、マグネットを収容するために適切に曲げられる。

図２Ｂを参照して、支持構造体（７）は初めに、マグネット（３０）が並んで配設されるシート（７０）を生成するような方法でＬ字に曲げられたシートメタルとして形状化される。このステップでは、マグネット（３０）はまだ磁化されてない。

マグネット（３０）は、支持構造体のシート（７０）内に重力によって落ちることができるかまたは、マグネット（３０）は柔軟なストリップ上に接着されるかもしくは溶接されることができて、そして次に、支持構造体（７）内に挿入されることができる。マグネット（３０）は、共にまたは支持構造体のシートメタルに接着されることができる。

連続して、シートメタルの一端（７１）が、少なくとも部分的に、マグネット（３０）を包むような方法でマグネット（３０）上に折り曲げられる。このように、得られる磁気アセンブリ（３）は、頑丈な、硬いおよび変形不可能でかつ自立構造体として働くことができる。

有利には、かつ上述した方法の代わりとして、マグネット（３０）がモールドの中に挿入され、および、支持構造体（７）が直接マグネット（３０）上に成型され、既知のタイプのいわゆる共モールディング技法を用い、したがって、更なる詳細で説明されない。

磁気アセンブリ（３）を得た後に、各マグネット（３０）が軸方向に磁化されるように既知のタイプの磁化部材で磁気アセンブリ（３）の磁化が実施される。この種の磁化は、磁気アセンブリ（３）のサイズおよび形状に関係なく、標準磁化部材を用いて、磁気アセンブリ（３）の部品内に実施される。

図２および３を参照して、弾性サスペンション（４）は環状形状を有してかつ内部周辺境界（４１）と外部周辺境界（４２）との間に配設される少なくとも１つの波形のループ（４０）を備える。サスペンションの外部周辺境界（４２）は、磁気アセンブリの支持構造体（７）に固定される。

音響膜（５）は、任意の周辺形状を備えた、平坦形状から凹形状、または凸形状または切石積み表面形状またはうねのある形状までの任意の形状を有することができ、かつ、サスペンション（４）の内部周辺境界（４１）の上部上にかつ支持体（８）の内部境界（８０）の下部上に固定されることができる上部または下部位置に外部境界（５０）を有するか、または、図２に示すように、支持体（８）の不可欠な部分であることができる。好ましくは、音響膜（５）はローコストで良い音響応答のために拡張ポリスチレンから作られることができる。この種の場合、音響膜（５）は図１−３におけるものより大きい厚さを有し、かつ、図１１および１２内に例示されるものに類似している。

コイル（６）は、好ましくは曲げられたシートメタルでできている剛性要素から成る支持体（８）で支えられる。有利には、コイルの支持体（８）は、非強磁性材料でできていて、例えば１ｍｍ未満の薄厚を有する。

コイルの支持体（８）は、サスペンション（４１）の内部境界に固定される環状内部境界（８０）を有する。このように、膜の外部境界（５０）はサスペンション（４１）の内部境界の上部に、かつコイルの支持体（８）の内部境界の下部に固定されることができる。

支持体（８）は、磁気アセンブリの支持構造体（７）の前に配設される円筒状部分（８１）を備える。円筒状部分（８１）と磁気アセンブリ（３）の支持構造体（７）との間に、エアーギャップ（Ｔ）が生成され、磁気アセンブリ（３）によって生成される磁界がそこに延在する。それがエアーギャップ（Ｔ）内に位置するようにコイル（６）が支持体の円筒状部分（８１）に配置される。コイル（６）は、直接巻回されるかまたは支持体（８）に接着されるマルチターンコイルを生成するような方法で円筒状部分（８１）内に一体化されることができる。

テーパ付き形状を備えた接続部分（８２）が、円筒状部分（８１）の下部境界を支持体の内部境界（８０）に接続し、コイルが、これまで用いられなかった変換器の領域内に配置されることを可能にし、それが、同じ外径を備えた可能な最も大きなコイルを得てかつ合計厚さに従って可能な最大道程を得ることを可能にする。円筒状部分（８１）とテーパ付き部分（８２）との間に、特定の幾何学形状に従う値によって角度が生成される。

円筒状部分（８１）の高さは、コイル（６）が、ショートでかつ磁気アセンブリによって生成される磁界内の特定の道程で移動することができるような方法で、磁気アセンブリの支持構造体（７）の高さより低い。例えば、円筒状部分（８１）の高さは支持構造体（７）の高さのおよそ半分である。

音響膜（５０）の周辺部分内のコイルの支持体（８）の位置および支持体（８）の周辺部分内のコイル（６）の位置は、コイル（６）内に循環する電流によって生成される熱の効率的な放散をもたらす。実際、コイル（６）は音響膜（５）に対して外部位置に位置している。これは、コイル（６）、コイルの支持体（８）および弾性サスペンション（４）を損傷するかもしれない過剰な温度レベルなしで、変換器の高出力に対応する強度の電流のコイル（６）内の循環を可能にする。

電流がコイル（６）を通過する時、コイル（６）は磁気アセンブリ（３）によって生成される磁界内に軸方向に動き、音響膜（５）が振動し始めて音響を放出する。

図４は、それがとりわけ強い信号によって励起される時のコイル（６）の位置を例示する。コイル（６）は、磁気アセンブリの支持構造体（７）の体積部分の外側に移動し、弾性サスペンション（４）の方へ移動することができる。特に、コイル（６）を支持する円筒形要素（８１）の上端部が、弾性サスペンションと干渉せずに、弾性サスペンションのループ（４０）の中に入ることができる。

注意されなければならないのは、磁気アセンブリの支持構造体（７）より上の領域において、マグネットの寸法比が図２Ｃに類似している時、磁束が、その方向を逆にしてかつサスペンション（４）に接続されるコイルの支持体（８）の機械的過度の道程を減衰させる制動力を掛け、支持体（８）が弾性サスペンション（４）に対して止まるのを妨げることである。

電磁制動が望ましくない時、図２Ｄのようなマグネットの寸法比が用いられることができるが、その理由は、まだ逆符号によってではなく、したがって、前の記述におけるような制動力を掛けることが可能でない軸方向動作になお役立つ残余の磁束をコイルがさえぎることをそれらが可能にするからである。したがって、この種の構成は変換器の減少した軸方向体積部分を維持して弾性サスペンション（４）に対する損傷を回避する一方、音響膜（５）によって放出される結果として生じる大きな音響出力による、コイル（６）の大きな軸方向道程を可能にする。それで、この種の薄い変換器内に以前にこれまで到達されなかった可動部分の線形道程が、得られる。

図５は、磁気アセンブリ（３）によって生成される磁束の傾向を例示する。各マグネット（３０）が軸方向磁化を有するということを前提として、垂直軸上の磁力線（Ｆ）は、磁気アセンブリの支持構造体（７）の内部側面に対して基本的に垂直である、すなわちコイル（６）に面する支持構造体の側面に対して垂直である。

図６は、磁界をコイル（６）に集中させる解決策を示す。この種の場合、高透磁率材料でできているコンセントレータリング（９）が、コイル（６）の背後に配設される。コンセントレータリング（９）は、コイルの支持具（８）の円筒状部分（８１）に固定される。それで、磁力線（Ｆ）が変形してコイル（６）の領域内に集中され、磁界の強度を向上してコイル動作の有効性および従って電気信号に対する応答出力を向上させる。

磁気アセンブリ（３）の自立構造の理由で、変換器（１）は支持バスケットを必要としない。いずれにせよ、変換器（１）は、乗物のボディまたはテレビのフレームのような、任意のタイプの支持バスケットまたはフレームに取り付けられることができる。この種の取り付けに対して、単にバスケットまたはフレームに磁気アセンブリの支持構造体（７）を接着するかまたは取り付ける必要があるだけである。

図１−６は磁気アセンブリ（３）が固定され、コイル（６）が可動である解決策を例示する。しかしながら、本発明の磁気アセンブリ（３）は特に薄くて軽いものであることができる。この種の場合、図１３に示すように、磁気アセンブリ（３）が可動であり、コイル（６）および支持体（８）が固定される変換器（５００）が設けられることができる。この種の場合、マグネット（３０）を収容する支持構造体（７）が、膜（５）に接続される拡張部（７４）を有する。サスペンション（４）は、コイルの支持体（８）に接続される外部境界（４２）および支持構造体の拡張部（７４）に接続される内部境界（４１）を有する。それで、膜（５）は磁気アセンブリ（３）の軸方向動作中に振動することができる。

以下に、上記したものに同一のまたは対応する要素が同じ参照番号で示され、それらの詳細な説明を省略する。

図７および８は変換器の第２の実施態様を例示し、数字（２００）によって全体として示される。変換器（２００）は、両凹形状を備えた音響膜（２０５）を備える。音響膜（２０５）は、中心部（２５０）、中心部より大きい厚さを有する二重台形の断面を備えた周辺部分（２５１）、および最終境界（８１）を備える。

コイル（６）は、膜の最終境界（８１）の直接上に巻回されることができる。この種の場合、音響膜（２５０）は好ましくは高温に耐えるのに適した材料（ロハセル、カーボン、ファイバガラス、紙）でできている。代わりとして、音響膜（２０５）は拡張ポリスチレンでできている；この種の場合、コイル（６）は好ましくは拡張ポリスチレンの熱容量を向上させるような方法で膜に固定される剛性支持体（Ｓ）上に巻回される。

変換器（２００）は、２つの弾性サスペンション（４、２０４）：上部サスペンション（４）および下部サスペンション（２０４）を備える。２つのサスペンションの内部周辺部分（４１）は、音響膜の大きな厚さを備えた周辺部分（２５１）に固定される。その代わりに、２つのサスペンションの外部周辺部分（４２）は磁気アセンブリの支持構造体（７）に固定される。

変換器（２００）は非常に頑丈で釣り合いがとれており、かつ小さい合計厚さを有するにもかかわらず、それが高い電気音響出力を備えたスピーカを得ることを可能にする。

膜の周辺部分（２５１）、磁気アセンブリ（３）および２つの弾性サスペンション（４、２０４）の間に閉じた空洞（Ｃ）が生成され、それがコイル（６）の熱放散を損なうかもしれない。この種の場合、外部の空気が空洞（Ｃ）におよびその逆に入ることを可能にし、したがって、キャビティの換気を可能にする適切な断続するスペーサを用いて、弾性サスペンション（４、２０４）の周辺境界（４２）が磁気アセンブリの支持構造体（７）から間隔を置いて配置されることができる。

図９および１０は変換器の第３の実施態様を例示し、数字（３００）によって全体として示される。変換器（３００）は、支持構造体（７）内に収容される複数のマグネット（３０）から成る磁気アセンブリ（３）を備える。支持構造体（７）は、下部位置に延在し、かつ変換器の下部に対して閉じた容器を形成するような方法でサスペンション（４）の外部境界（４２）と接続される周辺端部（７３）を有する拡張部（７２）を備える。この種の閉じた容器は、また、変換器の負荷容量として作動することができる空洞（ＶＣ）を生成する。この種の場合、変換器は、周辺サスペンション（４）と中心同一平面上のサスペンション（３０４）との間に配設される、トロイダル形状および上方への凹面を備えた音響膜（３０５）を備える。

中心サスペンション（３０４）は、周辺サスペンション（４）と同じ面上に配置され、磁気アセンブリ（３）の支持構造体（７２）の中心部に固定されるのに適している中心部（３４１）を有する。中心サスペンション（３０４）の周辺部分（３４２）は、膜（３０５）に、かつコイル（６）を保持する支持体（８２）に固定される。この種の方法では、コイル（６）は磁気アセンブリ（３）に対して外部位置に位置している。

変換器（３００）は、スピーカの厚さを増大せずに、より小さな磁気アセンブリを備えたスピーカを得ることを可能にする。

図１１および１２は線形展開を備えた変換器の第４の実施態様を例示し、数字（４００）で全体として示される。変換器（４００）は、細長い環状形状を備えたかつその形状に従う支持構造体（７）内に収容される基本的に矩形のまたは楕円の周辺部を備えた磁気アセンブリ（３）を備える。弾性サスペンション（４）は、音響膜（５）の周辺部分に固定される内部境界（４１）を有する。コイル（６）は、膜（５）の外部境界の直接上に巻回される。この種の方法で、コイル（６）は磁気アセンブリ（３）の前に位置している。変換器（４００）は、薄厚の線形展開を有して薄いビデオスクリーンに用いられることができる。

実験的試験が、従来の変換器との比較例と共に、本発明に従う変換器に実施された。ＭＳは、変換器の直径を掛けて変換器の厚さで割るだけの一方向のコイルの軸方向道程の積である。同じ直径、例えば２００ｍｍで、従来の変換器はＭＳ＝９を有する；既知のタイプの平らな変換器はＭＳ＝３３を有し、および、本発明の変換器はＭＳ＝１１０を有する。これは、本発明の変換器が、従来の変換器と比べて１０倍を超えてよく、または他の平らな解決策と比べて３倍よく、かつ、同じ垂直寸法を備えた従来技術の変換器を信じられないほど越える（完全にショートの）コイルの線形道程を有することを意味する。

本発明の変換器は、変換器の電気および音響出力を損なわずに、薄厚および低重量を備えたスピーカを製造することを可能にする。さらに、高電気音響出力のために可動部分の高道程を維持する一方、非常に小さな合計深さを備えた大きな寸法すなわち大きな直径のスピーカを製造することが可能である。

単一マグネットの代わりに複数のマグネット（３０）を用いる選択は、任意の直径および非常に大きなサイズを備えた、しかし小さな寸法を備えた同じマグネットから始まる非常に小さな冠厚を備えた、磁気リングを得ることを可能にする。磁気アセンブリ（３）は、非常に深い磁界を得ることを可能にし、磁界内に完全に浸漬される（ショート）コイル（６）の非常に大きい道程を、かつ鉄でできている追加的な磁気回路を用いずに可能にし、したがって、鉄の電場変調によって生成される歪みの創成を防ぐ。複数の小型マグネット（３０）を並んで組み合わせる選択が、単純な軸方向磁化から任意の周辺部形状を備えた磁界を得ることを可能にする。磁気アセンブリ（３）は、任意の周辺部形状（円形、楕円、正方形、矩形、その他）を有することができ、したがって、変換器が超フラットＴＶスクリーンのような、特別形状を必要とする用途に対して任意のタイプの形状を有することを可能にする。

変換器の音響膜（５）は、ポリスチレンのような大きな厚さを備えた拡張材料を用いて得られることができる。膜（５）は、射出または熱モールディングによって得られることができてかつ音響目的および質量動釣合の見地から適切なプロファイルを得るような方法で表面を切石積み形状でおおわれるか、うね模様をつけられるかまたは輪郭を描かれることができる。

さらに、必要に応じて、磁気アセンブリ（３）は新規の構成のコイル（６）を得ることを可能にする。コイル（６）は、コイルの全ての巻線上に磁界の磁束線を集めることを可能にする高透磁率材料（９）の薄層の付近に巻回され、したがって、システムの電気機械効率を向上する。薄厚である、強磁性層（９）は変換器の挙動を悪化させる渦電流の形成を防ぐ。コイルがその上に巻回される鉄コーティングしたテープ（９）は、コイル（６）の巻線と比べてより大きい高さを有することができ、コイル全体を集中した磁束に浸漬することを可能にする（ショート）。類似した解決策において、コイルの中心部だけが、鉄磁極展開を備える反発的磁気システムから導かれる集中した磁束を見る（ロング）。

同じ外径で、本発明の変換器は従来技術の変換器に対して膜（５）のより高い放射面を有する。さらに、それは構成的効果がある。実際、小さなマグネット（３０）の使用は任意の形状およびさもなければ得られることができない非常に小さい厚さを備えたチューブ状リングを得ることを可能にする。軸方向異方性を備えた小さなマグネットの使用が、半径方向異方性を備えたマグネットに対して本発明の目的のために必要であり、その理由は、第１の（軸方向の）ものが容易に磁化されるべき任意の形状およびサイズを備えた同じマグネット磁気回路から得ることを可能にし、一方、第２の（半径方向の）ものが、非常に高価でかつ大きな直径上で不可能である特別半径方向磁化を明白に必要とする、１つの直径だけを備えた円形形状だけを同じマグネットから得ることを可能するからである。

１ 変換器
３ 磁気アセンブリ
４ 弾性サスペンション
５ 音響膜
６ コイル
７ 支持構造体
８ 支持体
９ 高透磁率材料 強磁性層 テープ コンセントレータリング
３０ マグネット
３１、３２ 側面
４０ ループ
４１ 内部周辺境界
４２ 外部周辺境界
５０ 外部境界 音響膜
７０ 環状シート
７１ シートメタルの一端
７２ 拡張部 支持構造体
７３ 周辺端部
７４ 拡張部
８０ 内部境界
８１ 円筒状部分 最終境界
８２ テーパ付き接続部分 支持体
２００ 変換器
２０４ 弾性サスペンション
２０５ 音響膜
２５０ 音響膜
２５１ 周辺部分
３００ 変換器
３０４ サスペンション
３０５ 音響膜
３４１ 中心部
３４２ 周辺部分
４００ 変換器
５００ 変換器

Ａ 水平磁軸
Ｃ 空洞
Ｆ 磁力線
Ｓ 南極 厚さ 剛性支持体
Ｎ 北極
Ｔ エアーギャップ
ＶＣ 空洞

Claims (14)

1. 電気音響変換器（１；２００；３００；４００；５００）であって：
   −磁界を生成するリング状磁気アセンブリ（３）、
   −コイルが前記磁気アセンブリに対しておよびその逆に移動することができるように前記磁気アセンブリ（３）によって生成される前記磁界内に配設される前記コイル（６）、
   −振動してかつ音響を放出するために前記コイル（６）にまたは前記磁気アセンブリ（３）に接続される音響膜（５）、および
   −前記音響膜（５）の震動を可能にするために前記音響膜（５）を前記磁気アセンブリ（３）にまたは前記コイル（６）に接続する少なくとも１つの弾性サスペンション（４；２０４；３０４）を備え、
   前記磁気アセンブリ（３）が：
   −非強磁性材料から作られる環状形状を備えた支持構造体（７）ならびに
   −磁軸（Ａ）および軸方向異方性を有する複数のマグネット（３０）を備え；前記マグネット（３０）が前記支持構造体の中に並んで配設され、および各マグネット（３０）が相互に平行でかつ前記マグネットの前記磁軸（Ａ）と平行な磁力線（Ｆ）を有し、
   前記磁気アセンブリの前記支持構造体（７）が、前記マグネット（３０）用の格納構造体として働くことを特徴とする変換器。
2. 前記磁気アセンブリの前記支持構造体（７）が、０．１−１ｍｍの厚さ（Ｓ）を有することを特徴とする請求項１に記載の変換器（１；２００；３００；４００；５００）。
3. 前記支持構造体（７）が、導電性材料でできていることを特徴とする請求項１または２に記載の変換器（１；２００；３００；４００；５００）。
4. 前記支持構造体（７）が、前記マグネット（３０）を取り囲むような方法で曲げられるシートメタルから成ることを特徴とする請求項３に記載の変換器（１；２００；３００；４００；５００）。
5. 前記コイル（６）がその上に巻回される剛性支持体（８）を変換器が備えることを特徴とする請求項１−４のうちいずれか一項に記載の変換器（１；２００；３００；４００；５００）。
6. 前記コイルの前記支持体（８）が、非強磁性材料でできていてかつ前記磁界を前記コイル（６）の全ての巻回上に集中させるために高透磁率材料でできているコンセントレータリング（９）を備えることを特徴とする請求項５に記載の変換器（１；２００；３００；４００；５００）。
7. 前記コイル（６）の高さが、前記磁気アセンブリの前記支持構造体（７）の高さより低いことを特徴とする請求項１−６のうちいずれか一項に記載の変換器（１；２００；３００；４００；５００）。
8. 前記コイル（６）が、前記磁気アセンブリ（３）に対して内部位置に配置されていることを特徴とする請求項１−７のうちいずれか一項に記載の変換器（１；２００；４００）。
9. 前記弾性サスペンションは、上部弾性サスペンション（４）と下部弾性サスペンション（２０４）を含み、
   前記音響膜（２０５）が、断面が両凹形状ならびに中心部（２５０）ならびに上部サスペンション（４）および下部サスペンション（２０４）を固定するために用いられる、前記中心部より大きい厚さを備えた周辺部分（２５１）ならびに前記コイル（６）がその上に配設される支持体（８１）を有することを特徴とする請求項１−８のうちいずれか一項に記載の変換器（２００）。
10. 前記弾性サスペンションが、周辺弾性サスペンション（４）および同じ面上に同心円状に配設されかつトロイダル形状を備えた前記音響膜（３０５）を支える中心弾性サスペンション（３０４）を備え、前記支持構造体（７）が、負荷容量としても働く閉じた空洞（ＶＣ）を生成する前記周辺弾性サスペンション（４）の外部境界（４２）に接続される下部位置の拡張部（７２）を備え、前記コイル（６）が前記磁気アセンブリ（３）に対して外部位置に配設されることを特徴とする請求項１−７のうちいずれか一項に記載の変換器（３００）。
11. 前記磁気アセンブリ（３）が、基本的に矩形の周辺部を有し、前記音響膜（５）が、前記コイル（６）がその上に配設される外部境界を有し、および、前記コイル（６）の高さが前記音響膜（５）の厚さと同一であることを特徴とする請求項１−７のうちいずれか一項に記載の変換器（４００）。
12. 電気音響変換器（１；２００；３００；４００；５００）の製造方法であって、以下のステップ、すなわち：
    −磁界を生成するリング状磁気アセンブリ（３）の準備ステップ、
    −少なくとも１つの弾性サスペンション（４；２０４；３０４）の前記磁気アセンブリ（３）への接続ステップ、
    −前記磁気アセンブリによって生成される前記磁界の中で移動するように適応されるコイル（６）の前記弾性サスペンションへの接続ステップ、および
    −振動してかつ音響を放出するために前記コイル（６）へのまたは前記磁気アセンブリ（３）への音響膜（５）の接続ステップを含み、
    前記磁気アセンブリ（３）が、リングとして形状化され、かつ非強磁性材料でできている支持構造体（７）の中に複数のマグネット（３０）を挿入することによって得られ、前記マグネット（３０）が、磁軸（Ａ）および軸方向異方性を有し、かつ前記支持構造体（７）ならびに相互に平行のおよび前記マグネットの前記磁軸（Ａ）に平行である磁力線（Ｆ）を有する各マグネット（３０）の中に並んで配設され、前記磁気アセンブリの前記支持構造体（７）が、前記マグネット（３０）用の格納構造体として働くことを特徴とする方法。
13. 請求項１２に記載の方法であって、以下のステップ、すなわち：
    −前記支持構造体（７）の中への磁化されてないマグネット（３０）の挿入ステップ；
    −軸方向磁化を用いて前記支持構造体（７）の中に配設される前記マグネット（３０）の磁化ステップを含むことを特徴とする方法。
14. 請求項１２に記載の方法であって、以下のステップ、すなわち：
    −モールドの中への前記マグネット（３０）の挿入ステップ、
    −共モールディング技法による前記マグネット（３０）の直接上の前記支持構造体（７）のモールディングステップ、
    −段階的に実施される軸方向磁化を用いて前記支持構造体（７）の中に配設される前記マグネット（３０）の磁化ステップを含むことを特徴とする方法。

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